Без проблем
Бета-распад с точки зрения новой модели строения атома
Подробный анализ опубликованных материалов по бета-распаду ядер выполнен Мамаевым А.В. [1]. На основании проведенного анализа он пришел к выводу и доказывает, что объяснить механизм β-распада ядер можно без привлечения нейтрино: энергия моноэнергетических электронов, образующихся в результате β-распада ядер, преобразуется в вероятностный энергетический спектр в результате столкновения испускаемых электронов с электронами атомов распадающегося вещества. Научная общественность категорически отвергла такое объяснение механизма β-распада ядер. Тем не менее, с точки зрения новой модели строения атома, предложенной авторами статьи, механизм β-распада ядер также объясняется без участия нейтрино и приводится ниже.
Информация о новой модели строения атомов изложена в [2, 3, 4]. Напомним лишь некоторые сведения, необходимые при дальнейшем рассмотрении. Все электроны атомов располагаются в экваториальной плоскости, подразделяются на слои и подслои [2]. Направление вращения электронов вокруг своей оси в каждом подслое одинаковое и противоположно соседним подслоям. Электроны атомов, как и шарики в подшипнике, могут лишь слегка и обязательно совместно вращаться вокруг ядра. Если схематично представить атом, то внутри него располагается ядро, имеющее внешние размеры, соответствующие К-краю поглощения. На К-слое в экваториальной плоскости находятся два диаметрально расположенных электрона. Далее от ядра располагаются три подслоя электронов L-слоя (s, p, d) размеры которых, по мере удаления от ядра скачкообразно увеличиваются. Два электрона s-подслоя имеют размеры L1-края поглощения и, находясь в той же экваториальной плоскости атома, располагаются между электронами К-слоя. Следующие два электрона подслоя р, имеющих размеры L2-края поглощения, располагаются между электронами s-подслоя слоя L. Последние четыре электрона L-слоя, d-подслоя равномерно располагаются по окружности. Далее от ядра расположение электронов идет в аналогичном порядке [2]. Таким образом, в экваториальной плоскости атомов нет ни одного направления, на котором не стоял бы атомарный электрон и, чем больше номер атома, тем большее число атомарных электронов располагается в каждом направлении.
Исходя из аналогии фотоэффекта, сделаем допущение, что все β-электроны, аналогично квантам характеристического рентгеновского излучения вылетают из атомов в экваториальном направлении.
Таким образом, вылетающие из ядер β-электроны, аналогично фотоэлектронам, вылетающим из электронных оболочек, по мере удаления от ядер наращивают свою внутреннюю (потенциальную) энергию, увеличиваясь при этом в размерах. В результате такого наращивания энергии β-электроны, дойдя до СЭМПов К-электронных слоев становятся примерно равными по размерам электронам, находящимся на этих СЭМПах. Поскольку, согласно сделанному допущению, направление вылета β-электронов происходит в экваториальной плоскости атомов, то вероятность (сечение) взаимодействия с электронами К-слоя весьма большая, а перераспределение энергий зависит от угла встречи. Если β-электрон проходит между электронами К-слоя, то, в направлении между ними находятся электроны L-слоя, s-подслоя. Так как β-электрон, по мере прохождения пространства К-слоя еще «подрастает», то вероятность взаимодействия с этими электронами также является очень большой. Так продолжается до вылета β-электронов из атомов. Поскольку β-распад происходит в атомах с большими номерами, то для β-электронов вероятность пройти все электронные слои и не провзаимодействовать ни с одним из электронов атома - практически нулевая.
Рассмотрим косвенные доказательства справедливости описанной схемы β-распада ядер. Еще в начале прошлого века было выяснено, что энергетические уровни атомов можно определять в результате воздействия на атомы химических элементов или ускоренных электронов (электронный удар), или квантов электромагнитного излучения (ЭМИ). В результате этих экспериментов выяснилось, что уровни атомов, определяемые по резонансному поглощению ускоренных электронов и квантов ЭМИ при воздействии на атомы - одинаковые. Следовательно, воздействие ускоренных электронов или квантов ЭМИ на атомы является идентичным. Именно такими двумя способами можно получить характеристическое рентгеновское излучение. Например, воздействуя на К-СЭМПы атомов алюминия ускоренными электронами с энергией 1.56 кэВ или квантами ЭМИ с такой же энергией можно зарегистрировать характеристическое рентгеновское излучение (Кα,β,γ), вылетающее из этих атомов. Если же энергии фотонов и электронов сделать чуть меньше 1.56 кэВ, то в обоих случаях никакого характеристического излучения наблюдаться не будет. Это справедливо для любых электронных оболочек всех атомов. Исходя из сказанного, можно утверждать, что вероятность взаимодействия и электронов, и квантов ЭМИ с теми или иными объектами атомов (СЭМПы, электроны, нейтроны и т. д.) зависит от соотношения пространственных величин взаимодействующих объектов, а вероятность взаимодействия квантов ЭМИ и ускоренных электронов, имеющих одинаковые энергии с объектами атомов - одинаковые.
Наиболее близким аналогом β-распаду ядер является фотоэффект, а точнее Оже-эффект. В случае, когда энергия квантов электромагнитного излучения (ЭМИ), поглощающаяся атомарными электронами превышает их энергию связи, направление вылета фотоэлектронов из атомов может быть различным, а вот вылет характеристического рентгеновского излучения, излучаемого СЭМПами, всегда происходит в экваториальной плоскости атомов.
Как уже было отмечено, взаимодействия квантов ЭМИ и ускоренных электронов с СЭМПами различных размеров происходят аналогично, следовательно, можно ожидать, что и при вылете квантов характеристического рентгеновского излучения и электронов, двигающихся в одинаковых направлениях, следует ожидать взаимодействий с одинаковой вероятностью. «Не подлежит сомнению, что процессы многократной ионизации играют весьма важную роль во взаимодействиях между рентгеновскими лучами и веществом. Прежде всего оказывается, что эти процессы происходят весьма часто. Так в случае криптона Оже показал, что возбужденные атомы лишь в 40 % случаев возвращаются в нормальное состояние путем испускания рентгеновских лучей; в остальных 60 % случаев энергия отдается без излучения, путем многократной ионизации» [5].
Таким образом, если в случае с криптоном, атомный номер которого равен 36, вероятность взаимодействия квантов характеристического рентгеновского излучения с электронами, при их выходе из атомов достигает 60 %, то по мере увеличения атомного номера химического элемента она будет все увеличиваться, стремясь к 100 %, что и наблюдается при β-распаде ядер. Следовательно, ни один моноэнергетический электрон, образующийся при β-распаде ядер не сможет выйти за пределы атома.
Теперь о непрерывности энергетических спектров электронов, регистрируемых при β-распаде ядер. Они аналогичны всем спектрам, образующимся в результате вероятностных процессов: абсолютно черного тела, реликтового излучения, многократно рассеянного гамма-излучения, спектров деления нейтронов, тормозного излучения электронов (хоть это и неправильно, но зато понятно всем) и др. Аналогичную форму имеют все процессы, имеющие вероятностный характер, в том числе такие, как пространственное и временное распределение тепловых нейтронов от источника быстрых нейтронов в однородном веществе. Во всех перечисленных и аналогичных им процессах всегда наблюдается два конкурирующих процесса: ввода в регистрируемую группу и вывода или, что аналогично, рассеяние и поглощение. В каждом конкретном акте происходит дискретное изменение энергии взаимодействующих объектов, но по мере увеличения числа взаимодействий эти изменения становятся непрерывными. В итоге форма регистрируемых спектров соответствует разности между интегральными функциями распределения Максвелла (рассеяния и поглощения) или двухгрупповому диффузионному приближению.
На основании вышеизложенного следует, что бета-распад радиоактивных ядер вполне можно объяснить и без привлечения нейтрино.
В заключение можно отметить, что, с точки зрения новой модели строения атома, объяснение механизма бета-распада, как и многих других парадоксов, каких-либо принципиальных трудностей не представляет.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мамаев А.В. «Грандиознейшая научная мистификация: кто ее разоблачит?» http://www.acmephysics.narod.ru/b_r/mistification2.htm
2. Борисов В. И. Новая модель строения атома / В. И. Борисов, Л. К. Борисова. ОАО НПП «ВНИИГИС». - Октябрьский, 2012.- Деп. В ВИНИТИ РАН 06.02.2012 № 41-В2012.
3. Борисов В. И. О некоторых свойствах структур электромагнитного поля / В. И. Борисов, Л. К. Борисова ОАО НПП «ВНИИГИС». - Октябрьский, 2012.- Деп. в ВИНИТИ РАН 23.05.2012 № 219-В2012.
4. Борисов В. И. Новый взгляд на низкоэнергетические эффекты в атоме / В. И. Борисов, Л. К. Борисова. ОАО НПП «ВНИИГИС». - Октябрьский, 2013.- Деп. В ВИНИТИ РАН 08.04.2013 № 101-В2013.
Подробный анализ опубликованных материалов по бета-распаду ядер выполнен Мамаевым А.В. [1]. На основании проведенного анализа он пришел к выводу и доказывает, что объяснить механизм β-распада ядер можно без привлечения нейтрино: энергия моноэнергетических электронов, образующихся в результате β-распада ядер, преобразуется в вероятностный энергетический спектр в результате столкновения испускаемых электронов с электронами атомов распадающегося вещества. Научная общественность категорически отвергла такое объяснение механизма β-распада ядер. Тем не менее, с точки зрения новой модели строения атома, предложенной авторами статьи, механизм β-распада ядер также объясняется без участия нейтрино и приводится ниже.
Информация о новой модели строения атомов изложена в [2, 3, 4]. Напомним лишь некоторые сведения, необходимые при дальнейшем рассмотрении. Все электроны атомов располагаются в экваториальной плоскости, подразделяются на слои и подслои [2]. Направление вращения электронов вокруг своей оси в каждом подслое одинаковое и противоположно соседним подслоям. Электроны атомов, как и шарики в подшипнике, могут лишь слегка и обязательно совместно вращаться вокруг ядра. Если схематично представить атом, то внутри него располагается ядро, имеющее внешние размеры, соответствующие К-краю поглощения. На К-слое в экваториальной плоскости находятся два диаметрально расположенных электрона. Далее от ядра располагаются три подслоя электронов L-слоя (s, p, d) размеры которых, по мере удаления от ядра скачкообразно увеличиваются. Два электрона s-подслоя имеют размеры L1-края поглощения и, находясь в той же экваториальной плоскости атома, располагаются между электронами К-слоя. Следующие два электрона подслоя р, имеющих размеры L2-края поглощения, располагаются между электронами s-подслоя слоя L. Последние четыре электрона L-слоя, d-подслоя равномерно располагаются по окружности. Далее от ядра расположение электронов идет в аналогичном порядке [2]. Таким образом, в экваториальной плоскости атомов нет ни одного направления, на котором не стоял бы атомарный электрон и, чем больше номер атома, тем большее число атомарных электронов располагается в каждом направлении.
Исходя из аналогии фотоэффекта, сделаем допущение, что все β-электроны, аналогично квантам характеристического рентгеновского излучения вылетают из атомов в экваториальном направлении.
Таким образом, вылетающие из ядер β-электроны, аналогично фотоэлектронам, вылетающим из электронных оболочек, по мере удаления от ядер наращивают свою внутреннюю (потенциальную) энергию, увеличиваясь при этом в размерах. В результате такого наращивания энергии β-электроны, дойдя до СЭМПов К-электронных слоев становятся примерно равными по размерам электронам, находящимся на этих СЭМПах. Поскольку, согласно сделанному допущению, направление вылета β-электронов происходит в экваториальной плоскости атомов, то вероятность (сечение) взаимодействия с электронами К-слоя весьма большая, а перераспределение энергий зависит от угла встречи. Если β-электрон проходит между электронами К-слоя, то, в направлении между ними находятся электроны L-слоя, s-подслоя. Так как β-электрон, по мере прохождения пространства К-слоя еще «подрастает», то вероятность взаимодействия с этими электронами также является очень большой. Так продолжается до вылета β-электронов из атомов. Поскольку β-распад происходит в атомах с большими номерами, то для β-электронов вероятность пройти все электронные слои и не провзаимодействовать ни с одним из электронов атома - практически нулевая.
Рассмотрим косвенные доказательства справедливости описанной схемы β-распада ядер. Еще в начале прошлого века было выяснено, что энергетические уровни атомов можно определять в результате воздействия на атомы химических элементов или ускоренных электронов (электронный удар), или квантов электромагнитного излучения (ЭМИ). В результате этих экспериментов выяснилось, что уровни атомов, определяемые по резонансному поглощению ускоренных электронов и квантов ЭМИ при воздействии на атомы - одинаковые. Следовательно, воздействие ускоренных электронов или квантов ЭМИ на атомы является идентичным. Именно такими двумя способами можно получить характеристическое рентгеновское излучение. Например, воздействуя на К-СЭМПы атомов алюминия ускоренными электронами с энергией 1.56 кэВ или квантами ЭМИ с такой же энергией можно зарегистрировать характеристическое рентгеновское излучение (Кα,β,γ), вылетающее из этих атомов. Если же энергии фотонов и электронов сделать чуть меньше 1.56 кэВ, то в обоих случаях никакого характеристического излучения наблюдаться не будет. Это справедливо для любых электронных оболочек всех атомов. Исходя из сказанного, можно утверждать, что вероятность взаимодействия и электронов, и квантов ЭМИ с теми или иными объектами атомов (СЭМПы, электроны, нейтроны и т. д.) зависит от соотношения пространственных величин взаимодействующих объектов, а вероятность взаимодействия квантов ЭМИ и ускоренных электронов, имеющих одинаковые энергии с объектами атомов - одинаковые.
Наиболее близким аналогом β-распаду ядер является фотоэффект, а точнее Оже-эффект. В случае, когда энергия квантов электромагнитного излучения (ЭМИ), поглощающаяся атомарными электронами превышает их энергию связи, направление вылета фотоэлектронов из атомов может быть различным, а вот вылет характеристического рентгеновского излучения, излучаемого СЭМПами, всегда происходит в экваториальной плоскости атомов.
Как уже было отмечено, взаимодействия квантов ЭМИ и ускоренных электронов с СЭМПами различных размеров происходят аналогично, следовательно, можно ожидать, что и при вылете квантов характеристического рентгеновского излучения и электронов, двигающихся в одинаковых направлениях, следует ожидать взаимодействий с одинаковой вероятностью. «Не подлежит сомнению, что процессы многократной ионизации играют весьма важную роль во взаимодействиях между рентгеновскими лучами и веществом. Прежде всего оказывается, что эти процессы происходят весьма часто. Так в случае криптона Оже показал, что возбужденные атомы лишь в 40 % случаев возвращаются в нормальное состояние путем испускания рентгеновских лучей; в остальных 60 % случаев энергия отдается без излучения, путем многократной ионизации» [5].
Таким образом, если в случае с криптоном, атомный номер которого равен 36, вероятность взаимодействия квантов характеристического рентгеновского излучения с электронами, при их выходе из атомов достигает 60 %, то по мере увеличения атомного номера химического элемента она будет все увеличиваться, стремясь к 100 %, что и наблюдается при β-распаде ядер. Следовательно, ни один моноэнергетический электрон, образующийся при β-распаде ядер не сможет выйти за пределы атома.
Теперь о непрерывности энергетических спектров электронов, регистрируемых при β-распаде ядер. Они аналогичны всем спектрам, образующимся в результате вероятностных процессов: абсолютно черного тела, реликтового излучения, многократно рассеянного гамма-излучения, спектров деления нейтронов, тормозного излучения электронов (хоть это и неправильно, но зато понятно всем) и др. Аналогичную форму имеют все процессы, имеющие вероятностный характер, в том числе такие, как пространственное и временное распределение тепловых нейтронов от источника быстрых нейтронов в однородном веществе. Во всех перечисленных и аналогичных им процессах всегда наблюдается два конкурирующих процесса: ввода в регистрируемую группу и вывода или, что аналогично, рассеяние и поглощение. В каждом конкретном акте происходит дискретное изменение энергии взаимодействующих объектов, но по мере увеличения числа взаимодействий эти изменения становятся непрерывными. В итоге форма регистрируемых спектров соответствует разности между интегральными функциями распределения Максвелла (рассеяния и поглощения) или двухгрупповому диффузионному приближению.
На основании вышеизложенного следует, что бета-распад радиоактивных ядер вполне можно объяснить и без привлечения нейтрино.
В заключение можно отметить, что, с точки зрения новой модели строения атома, объяснение механизма бета-распада, как и многих других парадоксов, каких-либо принципиальных трудностей не представляет.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мамаев А.В. «Грандиознейшая научная мистификация: кто ее разоблачит?» http://www.acmephysics.narod.ru/b_r/mistification2.htm
2. Борисов В. И. Новая модель строения атома / В. И. Борисов, Л. К. Борисова. ОАО НПП «ВНИИГИС». - Октябрьский, 2012.- Деп. В ВИНИТИ РАН 06.02.2012 № 41-В2012.
3. Борисов В. И. О некоторых свойствах структур электромагнитного поля / В. И. Борисов, Л. К. Борисова ОАО НПП «ВНИИГИС». - Октябрьский, 2012.- Деп. в ВИНИТИ РАН 23.05.2012 № 219-В2012.
4. Борисов В. И. Новый взгляд на низкоэнергетические эффекты в атоме / В. И. Борисов, Л. К. Борисова. ОАО НПП «ВНИИГИС». - Октябрьский, 2013.- Деп. В ВИНИТИ РАН 08.04.2013 № 101-В2013.